Massapercentage en volumepercentage

Als je met een bepaalde stof te maken hebt, heb je automatisch te maken met een bepaalde massa. Ook heb je te maken met een bepaald volume. Nu wordt er in de scheikunde vaak gebruikgemaakt van massapercentage en volumepercentage. Als je de juiste gegevens hebt, kun je deze allebei berekenen. In dit artikel lees je wat deze percentage precies zijn en hoe je ze kunt berekenen.

Wat is het volumepercentage?

Het volumepercentage van een stof is het volume-aandeel van die stof in het gehele mengsel en wordt uitgedrukt in procenten. Dit mengsel is vaak een oplossing.

Bij het berekenen van het volumepercentage dien je goed op de eenheden te letten. De formule voor het berekenen van het volumepercentage ziet er als volgt uit:

• Volumepercentage = [(volume opgeloste stof) / (volume oplossing)] × 100%

Om dit volumepercentage in een voorbeeld te tonen, kijken we naar de hoeveelheid alcohol in wijn. In wijn heeft alcohol een volumepercentage van 12%. Dus als je een glas wijn van 100 ml voor je hebt staan, hoeveel liter alcohol heb je dan? Hiervoor kunnen we de bovenstaande formule gebruiken.

• 12% = [( x ) / (100 ml)] × 100%
• X = 12%/100% × 100 ml = 12 ml

In 100 ml wijn zit dan dus 12 ml alcohol. Als je de formule toepast op een fles wijn van 1 liter, zal alcohol een volume van 0,12 liter hebben.

Gassen

Concentraties van gassen kunnen ook in volumepercentages worden uitgedrukt. Als je het volumepercentage voor gassen wilt berekenen dien je rekening te houden met het ‘molaire volume’. Zoals je misschien weet, is het volume van een bepaalde hoeveelheid gas bij een bepaalde temperatuur en druk ongeveer hetzelfde. De temperatuur en druk die hier in het algemeen voor worden gebruikt zijn 25 graden Celsius en 1 bar.

Stel je voor dat de omstandigheden zodanig zijn dat je te maken hebt met een temperatuur van 25 °C en een druk van 1 bar. Er is een hoeveelheid zuurstof van 0,016 m³ en het wordt gemengd met een hoeveelheid zuivere stikstof van 0,2 m³. Het zuurstof heeft dan een volumepercentage van:

• Volumepercentage = [(0,016) / (0,216)] × 100% = 7,4%

Wat is het massapercentage?

Het massapercentage van een stof is het massa-aandeel van die stof in het gehele mengsel en wordt uitgedrukt in procenten. Dit mengsel is vaak een oplossing.

Bij het berekenen van het massapercentage dien je goed op de eenheden te letten. De formule voor het berekenen van het massapercentage ziet er als volgt uit:

• Massapercentage = [(massa gevraagde stof) / (totale massa)] × 100%

Om te laten zien hoe je deze formule gebruikt, nemen we het massapercentage van waterstof (2,016 u) in water als voorbeeld. De formule van water is H₂O met een molecuulmassa van 18,016 u.

• Massapercentage H₂ = [(2,016) / (18,016)] × 100% = 11,19%

Zoals je uit de berekening kunt zien, is het massapercentage van waterstof in water 11,19%. Als de massa’s niet gegeven zijn, zijn er soms enkele berekeningen nodig om tot het massapercentage te komen, zoals het berekenen van de atoom- en molecuulmassa’s (zie stappenplan hieronder). Neem hiervoor zeker even kijkje in het artikel over moleculen, waarin wordt uitgelegd hoe de massa van een molecuul wordt berekend. Bij deze berekening is er gebruikgemaakt van de molaire massa. Onthoud dat je ook andere eenheden zoals mg, g en kg kunt gebruiken.

Massapercentage berekenen zonder dat de massa's zijn gegeven (stappenplan)

Dit stappenplan leggen we uit aan de hand van een voorbeeldopgave:

Bepaal het massapercentage van natrium in natriumcarbonaat.

1. Met welke stoffen heb je te maken? En in welke molverhouding?

• Natriumcarbonaat heeft de molecuulformule Na₂CO₃.
• De molverhoudingen zijn: Na:C:O = 2:1:3.

2. Bepaal de massa van elk element (periodiek systeem)

• Natrium (Na): 22,99 u.
• Koolstof (C): 12,01 u.
• Zuurstof (O): 16,00 u.

3. Vermenigvuldig de massa met de bijbehorende molverhouding

• Totale massa natrium (Na): 2 × 22,99 u = 45,98 u.
• Totale massa koolstof (C): 1 × 12,01  u = 12,01  u.
• Totale massa zuurstof (O): 3 × 16,00 u = 48,00 u.

4. Bereken de totale massa

• 45,98 u + 12,01  u + 48,00 u = 105,99 u.

5. Bepaal de massa van de gevraagde stof

• De gevraagde stof is natrium. De massa van natrium is 45,98 u.

6. Gebruik de formule voor het berekenen van het massapercentage

• Massapercentage = [(massa gevraagde stof) / (totale massa)] × 100%.
• Massapercentage natrium = [(45,98 u) / (105,99 u)] × 100% = 43,38%.

Video

In onderstaande uitlegvideo legt scheikundedocent Sieger Kooij ook goed uit hoe het berekenen van massapercentages gaat:

 

Percentage, promillage en ppm

In bovenstaande berekeningen hebben we met percentages gerekend. Soms kunnen de percentages heel klein worden. Als er bijvoorbeeld heel weinig van een stof nodig is in een mengsel, wordt het massa- of volumepercentage heel klein. In dit geval is het handiger om gebruik te maken van andere eenheden, zoals promillage en ppm. Bij promillage wordt er gekeken naar duizendste (1 promille = 10⁻³) en het wordt genoteerd als ‰. Bij ppm (parts per million) wordt er gekeken naar het aantal deeltjes per miljoen (1 ppm = 10⁻⁶). Promillage en ppm zijn net als procenten een maatstaf voor een bepaalde concentratie.

Neem bijvoorbeeld de hoeveelheid alcohol in bloed. Het maximum promille alcohol waarmee je mag rijden is 0,5 promille (‰). Hoeveel % is dit? En hoeveel ppm?

• 0,5 ‰ = 0,05 %
• 0,5 ‰ = 500 ppm